無機吸着剤を高機能化した分離システムの創製と水環境中の有害重金属除去

使用高功能无机吸附剂创建分离系统，去除水环境中的有害重金属

基本信息

批准号：
22K04807
负责人：
西浜章平
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Kitakyushu
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04807/
关键词：
膜分離無機吸着剤混合マトリックス膜

项目摘要

本研究は、水環境中の有害重金属であるヒ素、およびセレンを分離対象物質とし、鉄系の粉末吸着剤ゲータイト（FeOOH）を担持した混合マトリックス膜によるヒ素とセレンの分離除去を行うことを目的としている。令和4年度の研究成果は以下である。（１）ゲータイトによるヒ素およびセレンの吸着挙動の定量的解明ゲータイトによるヒ素(V)とセレン(VI)の吸着挙動について検討を行った。いずれの金属においても、吸着は酸性側で進行し、pHの増加と共に吸着量が減少した。したがって、ゲータイトは酸性領域で両金属の吸着に適切であることが明らかとなった。また、吸着はいずれの金属においてもラングミュア型で進行することが明らかとなった。一方で両金属が混在した混合系においては、ヒ素の吸着が選択的に進行し、セレンの吸着は抑制される結果となった。これらは拡張ラングミュアモデルとは一致せず、修飾ラングミュアモデルと一致した。（２）ゲータイトを混合マトリックス膜に保持した高機能性膜分離材料の調製とヒ素およびセレンの同時分離除去手法の確立ゲータイトを保持した混合マトリックス膜は非溶媒誘起相分離法を用いることで調製可能であった。支持層の上に緻密なスキン相を有する非対称膜の調製が可能となった。また、調製した混合マトリックス膜はクロスフロー型の膜分離システムへ適用が可能であった。膜分離はゲータイトによる吸着に起因することから、pH領域を選択することでいずれの金属も分離することが可能であることが示された。

这项研究的目的是使用负载铁基粉末吸附剂针铁矿（FeOOH）的混合基质膜来分离和去除水生环境中的有害重金属砷和硒。 2020财年的研究结果如下。 (1)针铁矿对砷和硒的吸附行为的定量阐明我们研究了针铁矿对砷(V)和硒(VI)的吸附行为。对于所有金属，吸附均在酸性侧进行，并且吸附量随着pH值的增加而减少。因此，很明显，针铁矿适合在酸性区域吸附这两种金属。研究还表明，所有金属的吸附均以朗缪尔型方式进行。另一方面，在含有两种金属的混合体系中，砷的吸附选择性地进行，而硒的吸附受到抑制。这些与扩展的 Langmuir 模型不一致，但与修改的 Langmuir 模型一致。 (2)在混合基质膜中保留针铁矿的高功能膜分离材料的制备以及同时分离和去除砷和硒的方法的建立使用非溶剂诱导相可以制备保留针铁矿的混合基质膜分离方法是。可以制备在支撑层上具有致密皮相的非对称膜。此外，所制备的混合基质膜可应用于错流式膜分离系统。由于膜分离是由于针铁矿的吸附，因此表明任何金属都可以通过选择 pH 范围来分离。